美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）與田納西理工大學(xué)（TTU）的Duck Bong Kim合作進(jìn)行了一項(xiàng)研究，以解決金屬3D打印面臨的三大挑戰(zhàn)。這項(xiàng)研究已經(jīng)在線發(fā)表在《Smart Sustainable Manufacturing Systems》雜志上。

研究人員提出的方法最終可能會(huì)為3D打印金屬件形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)以及幫助增材制造通過(guò)通常被視為進(jìn)步的主要障礙的認(rèn)證過(guò)程。

解決重復(fù)性問(wèn)題

毋庸置疑的是，基于激光的金屬3D打印技術(shù)能制造復(fù)雜而獨(dú)特的金屬部件，但保證這種制造的可重復(fù)性以讓客戶在各個(gè)批次中拿到相同的產(chǎn)品卻是一個(gè)挑戰(zhàn)。

針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，NIST和TTU的解決方案是納入更多打印信息。研究人員進(jìn)行了三次不同的測(cè)試，每一次測(cè)試都比前一次多了一些打印數(shù)據(jù)。

基礎(chǔ)測(cè)試

在第一個(gè)案例研究中，研究人員設(shè)置了這樣一個(gè)場(chǎng)景：一名客戶分別從一家提供電子束熔融（EBM）的公司和另一家提供直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）的公司訂購(gòu)一個(gè)金屬3D打印件，并且只提供了打印對(duì)象的.stl文件以及規(guī)定了打印材料 - 鈦/鋁合金Ti6Al4V。

3D打印結(jié)果顯示，兩家公司的打印件出現(xiàn)不一致，原因是使用了不同的工藝和計(jì)劃，如支撐結(jié)構(gòu)的位置、模型如何切片以及不同3D打印機(jī)使用的不同掃描策略。

第二次測(cè)試

在第二個(gè)案例研究中，支撐結(jié)構(gòu)和切片信息被增加進(jìn)來(lái)，客戶則向3家不同的EBM 3D打印提供商訂購(gòu)一個(gè)相同的零件。

通過(guò)對(duì)比三個(gè)3D打印件，研究人員發(fā)現(xiàn)它們?cè)谛螤?、顏色和質(zhì)地方面相當(dāng)，但在表面粗糙度方面仍存在差異。

最終測(cè)試

在最終案例研究中，研究人員又增加了后處理信息、測(cè)試計(jì)劃和平均表面粗糙度。在這種情況下生產(chǎn)的兩個(gè)樣品“顯示出三次測(cè)試中最少的差異”，證明“已建立的數(shù)據(jù)包和數(shù)字線程為未來(lái)的驗(yàn)證和一致性方法提供了一個(gè)構(gòu)建基礎(chǔ)”。

全球制造公司捷普科技正在將3D打印中的數(shù)字化線程概念納入建模軟件中，以確保更好的部件質(zhì)量。

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